JPH11268427A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JPH11268427A
JPH11268427A JP10373568A JP37356898A JPH11268427A JP H11268427 A JPH11268427 A JP H11268427A JP 10373568 A JP10373568 A JP 10373568A JP 37356898 A JP37356898 A JP 37356898A JP H11268427 A JPH11268427 A JP H11268427A
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JP
Japan
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color
recording paper
image forming
film
microcapsules
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JP10373568A
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English (en)
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Minoru Suzuki
実 鈴木
Hiroshi Oda
洋 織田
裕行 ▲さい▼藤
Hiroyuki Saito
Katsuyoshi Suzuki
克佳 鈴木
Koichi Furusawa
宏一 古澤
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Pentax Corp
Original Assignee
Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 普通紙に画像を形成することができる画像形
成装置を提供すること。 【解決手段】 カプセルを所定の溶媒に分散した状態で
保持し、所望の画像パターンに応じて記録紙に転写する
転写手段と、記録紙上に転写されたカプセルを所定の温
度と圧力で加熱・加圧することにより、カプセルの壁膜
を破って内部のインクを放出させる発色手段と、を備え
て構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インク等の色材を
封入したカプセルを用いて画像を形成する画像形成シス
テムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、インク等の色材を封入したカ
プセルを用いて画像を形成する画像形成システムが知ら
れている。この種の画像形成システムでは、カプセルの
壁膜は光硬化性樹脂製の膜で構成されており、シート上
に当該カプセルの層を形成し、当該カプセル層を所望の
画像パターンに応じて露光した後、圧力を加えることに
よって、露光(硬化)されなかったカプセルが潰れて色
材が外に出て、シート上で発色するよう構成されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな画像形成システムでは、カプセル層が形成された専
用のシートを使わなければならないため、普通紙の使用
が可能な画像形成装置が望まれていた。
【0004】本発明は、上記の如き事情に鑑み、普通紙
に画像形成ができる画像形成装置、特にフルカラー画像
を容易に形成することができる画像形成装置を提供する
ことを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係る画像形成装置は、カプセルを所定の溶
媒に分散した状態で保持し、所望の画像パターンに応じ
て記録紙上に転写する転写手段と、記録紙上に転写され
たカプセルを所定の温度と圧力で加熱・加圧することに
より、カプセルの壁膜を破って内部の色材を放出させる
発色手段と、を備えて構成されている。
【0006】このように、記録紙上の必要な所にのみカ
プセルを一旦転写し、これを加圧・加熱することにより
発色させるよう構成すれば、コピー用紙などの普通紙に
も簡単に画像を形成することができる。ここで、色材と
は、液体のインク、常温下で固体のインク、(ロイコ染
料等の)発色剤などである。
【0007】また、複数の色材を色毎にガラス転移温度
の異なる壁膜に封入して複数種類のカプセルを構成する
と共に、壁膜をガラス転移温度の高いものほど低い圧力
で潰れるよう構成し、発色手段が、特定の色のカプセル
のみが潰れて色材が放出されるよう、色毎に異なった温
度及び異なった圧力で選択的に加熱・加圧することによ
って、シート上に各色の画像を形成するよう構成するこ
ともできる。
【0008】このように構成すれば、複数色のカプセル
を混在した状態で記録紙に転写し、必要な色のみ加熱・
加圧により発色させることができる。即ち、簡単な構成
でカラーの画像を形成することができる。また、複数色
のカプセルを溶媒に分散した溶液を一種類だけ容易すれ
は良く、複数の色の色材を別々に管理する必要がなくな
る。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は、実施形態の画像形成装置
を示す側断面図である。画像形成装置100は、シア
ン、マゼンダ、イエローの3色の色材(後述)を夫々封
入した3種類のマイクロカプセル21,22,23(ま
とめてマイクロカプセル2とする)を記録紙Pに転写
し、さらに記録紙P上でマイクロカプセルを潰して発色
させるよう構成されたものである。
【0010】図1に示すように、画像形成装置100
は、互いに並列に設けられた3ラインの発熱素子31,
32,33を有するサーマルヘッド3と、所定の貫通孔
55を有するフィルム5とを有している。フィルム5
は、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂で構成されて
いる。サーマルヘッド3とフィルム5は、その間に所定
のスペース1ができるよう、スペーサー8を挟んで対向
配置されている。スペース1には所定の溶媒Lが保持さ
れており、この溶媒Lの中にマイクロカプセル2が分散
されている。
【0011】スペース1の図中左側には、スペース1に
マイクロカプセル2と溶媒Lを補給するためのタンク6
が設けられている。タンク6内のマイクロカプセル2は
スペーサー8に形成された連通孔85を通って毛細管現
象によってスペース1に引き込まれる。
【0012】フィルム5の下方には、フィルム5の下面
に記録紙Pを密着させるためのプラテンローラ4が設け
られている。プラテンローラ4は所謂ゴムローラであ
り、その軸方向が紙面に直交するよう配置されている。
そして、プラテンローラ4が図中時計回りに回転する
と、記録紙Pとの間にトラクションが作用し、図中右方
向に記録紙Pが搬送される。
【0013】なお、サーマルヘッド3は、3ラインの発
熱素子31,32,33をプラテンローラ4に対して夫
々所定の押圧力で押し付けるスプリング35,36,3
7を有している。スプリング35,36,37の押圧力
F1,F2,F3は、F1>F2>F3となるように設
定されている。
【0014】図2は、画像形成装置100の要部を示す
分解斜視図である。スペーサー8は、サーマルヘッド3
の発熱体31,32,33を囲むように設けられた板部
材(又は接着剤)である。スペーサー8とフィルム5及
びサーマルヘッド3の上面により囲まれた空間が上述の
スペース1となり、ここにマイクロカプセル21,2
2,23と溶媒Lが保持される。フィルム5は、サーマ
ルヘッド3の発熱素子31,32,33に対応した位置
に多数の貫通孔を有している。
【0015】また、タンク6の内部には、マイクロカプ
セル21,22,23の溶媒L内での分散を促進するた
めの撹拌棒9が設けられている。撹拌棒9はその周囲に
螺旋溝を有し、紙面に直交する軸の回りに回転すると、
周囲の溶媒L及びマイクロカプセルの流動性が増し、よ
り均一に分散する。
【0016】次に、マイクロカプセルについて説明す
る。スペース1内部の溶媒L中には、シアン、マゼン
ダ、イエローの3色の色材を各々封入した3種類のマイ
クロカプセル21,22,23が均等に分散されてい
る。マイクロカプセル21,22,23は、直径が数μ
mであり、形状記憶樹脂(後述)で形成された壁膜21
a,22a,23a(図5)を有している。また、壁膜
外周は予め白色(記録紙と同じ色)に染色されている。
【0017】図3に、形状記憶樹脂の弾性係数と温度の
関係の一例を示す。形状記憶樹脂は、ガラス転移温度T
g以上では分子鎖のミクロブラウン運動が活発化してゴ
ム弾性を示し(領域b)、ガラス転移温度Tg以下では
ミクロブラウン運動が凍結してガラス状態を示す(領域
a)ものである。このような形状記憶樹脂としては、例
えば、ポリノルボルネン、トランス−1,4−ポリイソ
プレン、ポリウレタン等からなる樹脂が知られている。
【0018】図4に、マイクロカプセル21,22,2
3の壁膜21a,22a,23aが潰れる圧力(以下破
壊圧力とする)と加熱温度との関係を示す。図4に示す
ように、壁膜21a,22a,23aの材質は、夫々の
ガラス転移温度T1,T2,T3がT1<T2<T3と
なるように設定されている。この実施形態では、T1は
120℃、T2は150℃、T3は180℃である。
【0019】一方、図5に各マイクロカプセルの21,
22,23の断面形状を示すように、壁膜21a,22
a,23aは、壁膜21a,22a,23aの順で厚み
が薄くなるよう構成されている。従って、壁膜21a,
22a,23aは、ガラス転移温度が高いものほど厚み
が薄く(従って潰れ易く)なるよう形成されている。
【0020】ここで、マイクロカプセル21,22,2
3には、色材として、ロイコ染料(発色剤の一種)が封
入されている。また、溶媒Lには顕色剤が加えられてい
る。従って、図6に模式的に示すように、ある色のマイ
クロカプセル(図6ではシアンのマイクロカプセル2
1)が潰れると、マイクロカプセルから放出されたロイ
コ染料と溶媒L中の顕色剤とが反応し、シアン色を呈す
る。なお、潰れなかったマイクロカプセル22,23
と、潰れたマイクロカプセル21の壁膜21aの残骸は
そのまま記録紙P上に残るが、壁膜が白色であり記録紙
と同色のため、これらが画像に影響を与えることは無
い。
【0021】このように構成されているため、マイクロ
カプセル21,22,23を同時に加熱・加圧しても、
温度・圧力が領域A(図4)の場合には、壁膜21aは
潰れるが壁膜22a,23aは潰れず、シアンのみが発
色する。同様に、領域B(図4)では、壁膜22aは潰
れるが壁膜21a,23aは潰れず、マゼンダのみが発
色する。また、領域C(図4)では、壁膜23aは潰れ
るが壁膜21a,22aは潰れず、イエローのみが発色
する。即ち、このように、温度・圧力を制御することに
よって、マイクロカプセル21,22,23を選択的に
潰し、所望の色を発色させることができる。
【0022】図7は、実施形態の画像形成装置による画
像形成原理を示す概略図である。図7(a)の平常時に
おいて、フィルム5の貫通孔55の内径は溶媒及びマイ
クロカプセルを透過させない大きさ(又は閉じている状
態)である。ここで、図中一番左の発熱体31が発熱し
た場合、発熱体31の近傍の溶媒Lとフィルム5が加熱
される。そして、図7(b)に示すように、発熱体31
により加熱された溶媒Lは気化・膨張し、その蒸気圧に
より溶媒Lに局所的な圧力が生ずる。同時に、フィルム
5の加熱部分は弾性係数が低下し、変形し易くなる。
【0023】かくして、上記の圧力により溶媒Lとマイ
クロカプセル21,22,23がフィルム5の貫通孔5
5に押し込まれ、フィルム5の貫通孔55が押し広げら
れる。そして、溶媒Lとマイクロカプセル21,22,
23はフィルム5の貫通孔55を透過し、フィルム5に
密着している記録紙Pに転写される。
【0024】かくして、サーマルヘッド31の発熱によ
って、シアン色が必要な部分に3色のマイクロカプセル
21,22,23が転写される。ここで、サーマルヘッ
ド31とスプリング35は図4の領域Aの温度と圧力に
設定されているため、マイクロカプセル21,22,2
3のうち、シアンのマイクロカプセル21だけが潰れて
シアン色を呈する。従って、発熱素子31,32,33
をシアン、マゼンダ、イエローの各画像情報に従って発
熱制御することにより、記録紙P上にフルカラー画像が
形成される。
【0025】なお、マイクロカプセル21,22,23
が記録紙Pに転写された後、発熱体31の発熱停止に伴
い、溶媒L及びフィルム5の加熱部分は周囲の溶媒に冷
却され、フィルム5の貫通孔55は元の大きさ(溶媒及
びマイクロカプセルを透過させない大きさ)に戻る。
【0026】このように構成されているため、画像情報
に従ってサーマルヘッド31,32,33の発熱制御を
行うと共に、プラテンローラ4を回転制御して記録紙P
を順次搬送することによって、記録紙P上に記録紙P上
にフルカラー画像が形成される。
【0027】このように、第1実施形態の画像形成装置
100によると、記録紙に予めカプセル層を形成してお
く必要が無いため、普通紙にも簡単にフルカラー画像を
形成することができる。また、余白など着色が不要な部
分には、マイクロカプセルが転写されないため、色材の
無駄が少ない。さらに、3色の色材が封入されたマイク
ロカプセルを共通のスペース1及びタンク6で保持する
ことができるので、スペース1及びタンク6を色別に設
ける必要ななく、画像形成装置の小型化が可能になる。
【0028】次に、本発明の第2の実施形態について説
明する。図8に示す第2の実施形態の画像形成装置20
0では、マイクロカプセルを記録紙に転写する転写手段
と、記録紙上に転写されたマイクロカプセルを潰して発
色させる発色手段とが別々に設けられている。なお、第
2の実施形態でも、第1実施形態と同様のマイクロカプ
セル2(21,22,23)を使用する。
【0029】転写手段は、第1実施形態と同様のフィル
ム5を、ライン状に配列した複数の発熱素子111を有
する第1サーマルヘッド110に対向配置したもので、
両者の間のスペース101にマイクロカプセル2(2
1,22,23)と溶媒Lが保持されている。また、フ
ィルム5に対し第1サーマルヘッド110と反対の側に
は、記録紙Pをフィルム5に密着させる第1プラテン1
40が設けられている。第1プラテンが図中時計回りに
回転すると、記録紙Pが図中左方向に搬送される。
【0030】発色手段は、転写手段の記録紙搬送方向下
流側に設けられており、マイクロカプセル2が既に転写
された記録紙Pを挟み込んで加熱・加圧する3ラインの
発熱素子131,132,133を有する第2サーマル
ヘッド130と、記録紙Pを発熱素子131,132,
133に押し当てる第2プラテン141が設けられてい
る。また、第2サーマルヘッド130には、発熱素子1
31,132,133を夫々所定の押圧力で記録紙Pに
押し当てるためのスプリング135,136,137が
設けられている。
【0031】このように構成された画像形成装置200
によると、まず画像情報に従って第1サーマルヘッド1
10を発熱制御し、同時に第1プラテン140を回転制
御することにより、3色のマイクロカプセル2が(フィ
ルム5を介して)記録紙P上に転写される。3色のマイ
クロカプセル2が転写された記録紙Pは、サーマルヘッ
ド130と第2プラテン141間に導かれる。
【0032】発熱素子131,132,133の温度と
スプリング135,136,137の押圧力は、夫々図
4の領域A,B,Cに対応するよう設定されている。従
って、発熱素子131とスプリング135の温度・圧力
によりシアンのマイクロカプセルが潰れてシアンが発色
し、発熱素子132とスプリング136の温度・圧力に
よりマゼンダのマイクロカプセルが潰れてマゼンダが発
色し、発熱素子133とスプリング137の温度・圧力
によりイエローのマイクロカプセルが潰れてイエローが
発色する。かくして、記録紙P上にフルカラー画像が形
成される。
【0033】このように、第2実施形態の画像形成装置
によると、第1実施形態と同様に、普通紙に簡単にフル
カラー画像を形成することができる。また、余白など着
色が不要な部分には、マイクロカプセルが転写されない
ため、色材の無駄も少ない。
【0034】次に、色材として、常温で固体のインクを
用いた例について説明する。図9に示すように、マイク
ロカプセル18C,18M,18Yには、常温で固体の
シアン,マゼンタ,イエローの色材(ワックスタイプの
インク)が封入されている。これらマイクロカプセル1
8C,18M,18Yは、第1実施形態と同様、画像形
成装置100(図1)のスペース1の内部で溶媒L中に
分散されている。
【0035】マイクロカプセル18C,18M,18Y
に封入された色材は、常温(約25度)では固体だが、
高温下では溶融する。シアン,マゼンタ,イエローの色
材の弾性係数E1,E2,E3の温度変化を図10に示
す。シアンの色材は、温度T で弾性係数が急激に低下
し、温度Fで溶融する。又、マゼンタの色材は、温度
で弾性係数が急激に低下し、温度Fで溶融する。
更に、イエローの色材は、温度Tで弾性係数が急激に
低下し、温度Fで溶融する。
【0036】マイクロカプセル18C,18M,18Y
の壁膜は、夫々弾性係数E,E,Eを夫々有する
樹脂により形成されている。図10に示すように、摂氏
0〜250度の温度範囲では、弾性係数E、E、E
の温度変化はほぼ無視できる。又、図9に示すよう
に、マイクロカプセル18C,18M,18Yの壁膜の
厚みW,W,Wは、W>W>Wの関係にあ
る。
【0037】従って、画像形成装置100の発熱素子3
1,32,33(図1)によりマイクロカプセル18
C,18M,18Yに加えられる温度と、プラテンロー
ラ4によりマイクロカプセル18C,18M,18Yに
加えられる圧力を、図11に示すように制御すれば、マ
イクロカプセル18C,18M,18Yを選択的に破壊
することができる。
【0038】即ち、図11の領域C(温度が図10のF
以上F未満)では、シアンの色材だけが溶融してお
り、マゼンタ,イエローの色材は固体である。従って、
(内部が液化した)シアンのマイクロカプセル18Cだ
けが比較的潰れやすくなっている。そこで、この温度域
でシアンのマイクロカプセル18Cを潰すのに最低限必
要な圧力を各マイクロカプセルに加えれば、シアンのマ
イクロカプセル18Cだけが潰れてシアンの色材(液
状)が放出される。
【0039】一方、図11の領域M(温度が図10のF
以上F未満)では、シアンとマゼンタの色材が溶融
しており、イエローの色材は固体である。但し、壁膜の
厚みと弾性係数の違いのため、マゼンタのマイクロカプ
セル18Mの方が、イエローのマイクロカプセル18C
よりも潰れやすい。そこで、この温度域でマゼンタのマ
イクロカプセル18Mを潰すのに最低限必要な圧力を各
マイクロカプセルに加えれば、マゼンタのマイクロカプ
セル18Mだけが潰れてマゼンタの色材(液状)が放出
される。
【0040】更に、図11の領域Y(温度は図10のF
以上)では、シアンとマゼンタとイエローの色材が全
て溶融しているが、壁膜の厚みと弾性係数の違いのた
め、イエローのマイクロカプセル18Yが最も潰れやす
い。そこで、この温度域でイエローのマイクロカプセル
18Yを潰すのに最低限必要な圧力を各マイクロカプセ
ルに加えれば、イエローのマイクロカプセル18Yだけ
が潰れてイエローの色材(液状)が放出される。
【0041】このように、常温で固体の色材を封入した
マイクロカプセルを用いても、簡単にカラー画像を形成
することができる。同様に、第2実施形態の画像形成装
置(図7)でも、常温で固体の色材を封入したマイクロ
カプセルを使用することができる。尚、色材として、常
温でも高温でも液体のインクを用いることもできる。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置によると、記録紙上に溶媒と共にカプセルを転写
し、これを選択的に加圧・加熱することにより発色を得
ることができるため、コピー用紙などの普通紙にも簡単
にカラー画像を形成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態の画像形成装置の基本構成を示す
概略図である。
【図2】図1の画像形成装置の要部を示す分解斜視図で
ある。
【図3】マイクロカプセルの壁膜を構成する形状記憶樹
脂の弾性係数と温度の関係の一例を示すグラフである。
【図4】マイクロカプセルが潰れる圧力と温度との関係
を示すグラフである。
【図5】各マイクロカプセルを模式的に示す断面図であ
る。
【図6】画像形成原理を模式的に示す断面図である。
【図7】記録紙上のカプセルを模式的に示す概略図であ
る。
【図8】第2実施形態の画像形成装置の基本構成を示す
概略図である。
【図9】常温で固体の色材を封入したマイクロカプセル
を示す断面図である。
【図10】図9のマイクロカプセルの弾性係数の温度特
性を示す図である。
【図11】図9のマイクロカプセルに加える温度・圧力
を示す図である。
【符号の説明】
1 スペース 2 マイクロカプセル 3 サーマルヘッド 4 プラテン 5 フィルム 6 タンク 8 スペーサー 9 撹拌棒 21,22,23 マイクロカプセル 21a,22b,23c 壁膜 31,32,33 発熱素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 克佳 東京都板橋区前野町2丁目36番9号 旭光 学工業株式会社内 (72)発明者 古澤 宏一 東京都板橋区前野町2丁目36番9号 旭光 学工業株式会社内

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】樹脂製の壁膜の内部に色材を封入して構成
    したカプセルを用いる画像形成装置であって、 前記カプセルを所定の溶媒に分散した状態で保持し、所
    望の画像パターンに応じて記録紙上に転写する転写手段
    と、 前記記録紙上に転写された前記カプセルを、所定の温度
    と圧力で加熱及び加圧することにより、前記カプセルの
    前記壁膜を破って壁膜内部の色材を外部に放出させる発
    色手段と、 を備えたこと、を特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】前記転写手段は前記発色手段も兼ねている
    こと、を特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 【請求項3】前記転写手段は、 貫通孔を有するフィルムと、 前記フィルムとの間に所定のスペースができるよう対向
    配置されたサーマルヘッドと、 前記フィルムの前記サーマルヘッドと反対の側に設けら
    れ、前記フィルムとの間で記録紙を挟み込むよう設けら
    れたプラテンと、 を備えており、 前記カプセルを分散した溶媒が前記スペースに保持され
    ていること、 を特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
  4. 【請求項4】前記発色手段は、 第2のサーマルヘッドと、 前記第2のサーマルヘッドとの間で記録紙を挟み込むよ
    う設けられた第2のプラテンと、 を備えていること、 を特徴とする請求項3に記載の画
    像形成装置。
  5. 【請求項5】複数の色材を色毎に異なる種類の壁膜に封
    入して複数種類のカプセルを構成すると共に、 前記発色手段が、特定の色の色材を封入したカプセルの
    みが破れて色材が放出されるよう、発色させたい色毎に
    異なる温度と圧力で前記カプセルを加熱・加圧すること
    によって、 前記記録紙上に複数色の画像を形成すること、 を特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の画像形
    成装置。
  6. 【請求項6】前記発色手段は、色毎に設けられた複数ラ
    インの発熱素子を有すること、を特徴とする請求項5に
    記載の画像形成装置。
  7. 【請求項7】前記発色手段は、前記複数ラインの発熱素
    子を、対応する色毎に異なった押圧力で記録紙に押しつ
    けるよう構成されていること、を特徴とする請求項6に
    記載の画像形成装置。
  8. 【請求項8】前記色材は発色剤であり、前記溶媒中に分
    散された顕色剤と反応して所定の色を呈すること、を特
    徴とする請求項1から7のいずれかに記載の画像形成装
    置。
  9. 【請求項9】前記色材は固体インクであり、前記壁膜が
    前記加圧により破れ、前記固体インクが前記加熱により
    溶融すること、を特徴とする請求項1から7のいずれか
    に記載の画像形成装置。
  10. 【請求項10】前記色材は液体インクであり、前記加熱
    及び前記加圧によって前記壁膜が破れると、前記液体イ
    ンクが前記壁膜の外に放出されること、を特徴とする請
    求項1から7のいずれかに記載の画像形成装置。
JP10373568A 1998-01-06 1998-12-28 画像形成装置 Pending JPH11268427A (ja)

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JP10373568A JPH11268427A (ja) 1998-01-06 1998-12-28 画像形成装置

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JP1213698 1998-01-06
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JPH11268427A true JPH11268427A (ja) 1999-10-05

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JP10373568A Pending JPH11268427A (ja) 1998-01-06 1998-12-28 画像形成装置

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JP (1) JPH11268427A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5520424B1 (ja) * 2011-09-20 2014-06-11 ウー‐ニカ テクノロギー アーゲー カラー体を含む基板上にカラー画像を製造するための方法及び装置、並びにそれにより製造される製品

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JP5520424B1 (ja) * 2011-09-20 2014-06-11 ウー‐ニカ テクノロギー アーゲー カラー体を含む基板上にカラー画像を製造するための方法及び装置、並びにそれにより製造される製品

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